电路分析基础期末总结.ppt

1、总复习,第一章 集总参数电路中 电压、电流的约束关系,一、参考方向及对应的VCR 、功率公式,参考方向,关联参考方向 (电压降和电流方向一致),非关联参考方向,电阻：u=iR,元件功率：P吸收=ui,P提供=-P吸收=-ui,电阻：u=-iR,元件功率：P吸收=-ui,P提供=-P吸收=ui,对应习题：1-3,(电压降和电流方向相反),二、基尔霍夫定律,基尔霍 夫定律,基尔霍夫电流 定律（KCL） (依据：电荷守恒),1.能够运用kcl和kvl求解各支路电流和电压。 对应习题：1-6,7,8,9，20 2.求出电流、电压值后，能结合功率公式求各元件提 供或吸收的功率。对应习题： 1-21,基尔

2、霍夫电压 定律（KVL） (依据：能量守恒), i入= i出 或: i= 0, u = 0,广义节点,推论：UAB (沿l1)=UAB (沿l2）,三、受控源,1.能够识别四种受控源，并求出控制量和受控量的值。 对应习题：1-23 24,四、分压公式和分流公式,串联电路： 分压公式 （电压与电阻成正比）,两个电阻时：,并联电路： 分流公式 （电流与电导成正比）,两个电阻时：,掌握电位的概念：某点相对于参考点的电压降等于该点电位。 能熟练应用两个电阻的分压和分流公式 1-27,29 较为复杂的串并联电路中求等效电阻。ppt中例1，例2,五、支路法,求解的一般步骤：,标定各支路电流（电压）的参考方

3、向，对选定 的回路标出回路循行方向；,(2) 选定(n1)个独立节点，列写其KCL方程；,(3) 选定b(n1)个独立回路，列写其KVL方程；根据元 件 特性写出VCR方程，代入KVL方程；,(4) 求解上述方程，得到b个支路电流；,(5) 进一步计算支路电压和进行其它分析。,1-32 33,网孔分析法：以网孔电流为自变量列写方程的电 路分析方法，也叫做网孔电流法。,网孔电流：一种沿着网孔边界流动的假想电流。,第二章 网孔分析和节点分析,一、网孔电流法,解题思路：以网孔电流为自变量、因自动满足kcl方程，只需列写kvl方程（方程个数等于网孔个数）,解题方法：对于简单的电路（比如两个网孔），可以

4、直接以网孔电流为变量列写kvl方程。对于比较复杂的电路，直接利用标准模式比较方便：,要求理解自阻Rii（正数）、互阻Rij（选相同的网孔绕行方向时为负值）和该网孔电源电压升之和usmi的含义及计算方法。 复杂的方程组可以利用克莱姆法则求解： 其中D是方程矩阵行列式，Dj 是用常数项 替换D中第j列后得到的行列式值。,网孔分析法解题步骤,确定网孔和网孔电流，在图中标出网孔电流变量和绕 行方向（所有网孔选择相同绕行方向，比如顺时针）。 判断是否有受控源，若有，先将其看作独立电源，然后用网孔电流表示控制变量。例如u2=i2R2 习题2-5,2-6书例题2-4 判断电路中是否有电流源： 若有电流源支路

5、为某网孔独有：将该网孔电流用电流源电流值表示，本网孔不必再列方程。习题2-3 书例题2-2 若有电流源支路为两网孔共有：引入一个中间变量u,表示电流源两端的电压。同时用两个网孔电流来表示电流源的值，例如i1-i2=is。书例题2-3 4. 求每个网孔的自阻（网孔电阻之和）、互阻（和相邻网孔的共有电阻的负数）和电源的电压升之和（包括电压源和电流源引入的中间变量u）。书例题2-1 为每个网孔列写形如R11i1+R12i2+R13i3=us11的网孔方程. 联立网孔方程、受控源引入方程、电流源引入方程，求解。,用网孔分析法计算图示电路中的网孔电流,解题思路：以节点电压为自变量、因自动满足kvl方程，

6、只需列写kcl方程（方程个数等于独立节点个数n-1）,二、节点电压法,解题方法：对于简单的电路（比如一个独立节点），可以直接以节点电压为变量列写kcl方程。对于比较复杂的电路，直接利用标准模式比较方便：,1. 要求理解自导Gii（正数）、互导Gij 和流入该节点的电源电流之和isni的含义及计算方法。这里电源电流包括电流源和等效以后的电压源电流。,2. 能够求解用节点电压代替电压源的简化图。习题2-12 2-14,节点电压法解题步骤,确定参考节点和独立节点序号，并在图中标出。 判断是否有受控源，若有，先将其看作独立电源，然后用节点电压表示控制变量。例如u=u2-u1 习题2-17， 19 判断

7、电路中是否有电压源： 若电压源的一端为参考节点：将该节点电压用电压源表示，例u1=us1,本节点不必再列方程。书例题2-9 若电压源的两端均不是参考节点：引入一个中间变量i,表示电压源流出的电流。同时用两个节点电压来表示电压源的值，例如u1-u2=us。书例题2-10 小技巧：可以将电压源和电阻串联看作一条支路，该支路电导不变，电压源等效为is=Gus的电流源。习题2-19 4. 求每个节点的自导（与本节点相连的电导之和）、互导（和相邻节点共有电导的负数）和电源的流入电流之和（包括电流源和电压源引入的中间变量i） ，注意：与电流源串联的电阻不计入自导和互导。书例题2-8 为每个节点列写形如G1

8、1u1+G12u2+G13u3=is11的节点方程. 联立节点方程、受控源引入方程、电压源引入方程，求解。,用节点电压法计算图示电路中的节点电压,三、含运放的电路分析,输入电阻,输出电阻,电路模型,输入电阻,输出电阻,在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：, A,uo为有限值，则ud=0,即u+=u-，两个输入端之间相当于短路(虚短路),Ri ,理想运算放大器,i+=0,i=0。即从输入端看进去，元件相当于开路(虚断路)。,1.理解理想运放虚短和虚断的特性（都是相对于外电路 来说的，在运放内部存在极小压差和电流）,2. 利用虚短u+=u-和虚断i+=i-=0的特点，与节点电压法 相结合来

9、求解输出与输入的关系。主要包括三种情况：,1）书例题2-12 一个输入端接地，则u+=u-=0，流入运放电流为0， 直接利用节点方程（1个方程）可以求出输出输入电压之比。,2）书例题2-13 两个输入端均不接地，则u+=u-，流入运放电流为0， 直接利用节点方程（2个方程）可以求出输出输入电压之比。,3）书例题2-14 输出端直接与一个输入端相连，则uo=u+=u-， 因输出电压等于输入电压，且流入运放电流为0，所以在电路中 起到隔离的作用。,习题2-21,若要使图示电路的闭环增益等于5,则Rf=？,a,b,a,网孔电流法,2. 电路中有电压控制电流源，控制变 量为 uR1，用网孔电流表示控制

10、变量为 uR1 = R1（ i2 - i1 ） 然后受控源看作是独 立电流源。,设网孔电流分别为i1, i2 和i3。 绕行方向均为顺时针，如图所示。,3. 该电路有两个电流源，其中is为网孔 1所独有，因此网孔电流i1可以用is表 示：i1= -is ,这就是网孔1的方程。,另一个电流源是受控源，为网孔2,3所共有，因此假设受控源两端电压为u, 因为引入一个变量，需要根据电流源的值增加一个方程： i3 i2 = 5uR1,+,_,u,i1= -is -R1 i1 + (R1+R3) i2 =us-u,4. 求自阻、互阻和电压升之和。因为网孔1方程已知，只需求网孔2和3. 网孔2：R22 =R

11、1+R3, 互阻R21 =-R1 , R23 =0, 电压升usm2=us-u; 网孔3：R33 =R2+R4, 互阻R31 =-R2 , R32 =0，电压升usm3=u;,-R2 i1 + (R2+R4) i3 =u,i3 i2 = 5uR1,uR1 = R1（ i2 - i1 ）,5. 列写方程：,5个未知数，5个独立方程， 可以求解,节点电压法,2. 电路中有电压控制电流源，控制变 量为 uR1，用节点电压表示控制变量为 uR1 = u1 - u2 然后受控源看作是独立电流源。,电路共有5个节点，在图中标出序号， 选择电源负极也就是节点4为0参考点,对独 立节点1,2,3,5列写节点方

12、程。,3. 电路中有一个电压源，且电源负极为 参考点，所以u1 = us 为已知，不必再为1 电列写方程。,4. 求节点2,3,5的自导、互导和流入该节点的电流源电流之和。 节点2： G22 = (G1+G2), G21 = -G1, G23 = -G2, is22= 5uR1 节点3： G33 = (G2+G4), G32 = -G2, G35 = -G4, is33= -is 节点5： G55 = (G3+G4), G53 = -G4, is55= -5uR1,5. 列写方程：,u1 = us,-G1 u1 + (G1+G2) u2 G2 u3 = 5uR1,-G2 u2 + (G2+G4

13、) u3 G4 u5 = -is,-G4 u3 + (G3+G4) u5 =- 5uR1,uR1 = u1 - u2,5个未知数，5个独立 方程，可以求解,第三章 叠加方法和网络函数,一、网络函数,单一激励的线性、时不变电路中指定的响应对激励之比,利用分压关系求解网络函数。书例题3-1 对于梯形网络，假设输出为1，书例题3-2 依次求电流和电压值。,网络函数的求解办法,二、叠加定理,线性电路中，各支路上的响应等于各个独立源单独作用所产生的响应之和。,注意：1.不作用的电源置零，电流源断路，电压源短路。 2.只适用于计算电压和电流，不适于计算功率。习题3-12，15 3. 受控源的不能单独作用，

14、要始终保留。书例题3-4,要求：1.能利用分压公式或假设输出为1的方法求网络函数习题3-2 2.利用叠加原理求支路中的响应 习题3-6,7 3.利用叠加原理和网络函数求包含未知网络的支路响应书例题3-6 习题3-1,10,试用叠加定理求解图2.5.3所示电路中的电流I。,第四章 分解方法及单口网络,一、单口网络的伏安关系求解的三种方法,支路电流法,外加电流源，求入端电压,外加电压源，求入端电流b,习题 4-1,习题 4-3,书例题4-1,二、置换定理,用电流值等于端口电流的电流源或电压值等于端口电压的电压源 替代一个子网络，不影响另一子网络中支路电流或电压的求解。 求解步骤： 1.分解网络为N

15、1,N2 ； 2.求N1和N2端口VCR ； 3.联立，求端口u、i ；4.用电流源或电压源置换N1,求N2 注意：1.替换前后端口电流电压方向不能改变。 2. 置换定理适用于线性和非线性。 3. 置换是基于工作点的等效，求解特定外接电路有效。,书例题4-5,习题 4-4, 5,三、单口网络的等效,等效是指对两子网络有相同的端口VCR，对任意的外电路均等效。,求解步骤： 1.分解网络为N1,N2 ； 2.求N1的端口VCR ； 3.根据VCR求等效电路；4.用等效电路替代N1，求N2,要求：1. 能在伏安特性曲线，VCR方程和等效电路之间转换（注意 方向）。习题4-19 2. 能够计算含受控源

16、单口网络的输入电阻。书例题4-10 习题4-9 3. 能利用简单的规律和公式识别多余元件，进行等效。习题4-13,14 4. 能利用等效条件iS=uS/R , G=1/R实现实际电压源（串联电阻）和 实际电流源（并联电阻）间的转换，化简电路。书例题4-11 ppt例2,3,四、戴维南定理,含源端口非关联参考方向时，对应VCR： u=uoc-Roi uoc为端口开路电压；Ro为网络内部电源全部置0（电压源短路，电流 源开路）后的端口等效电阻。,求开路 电压uoc,网孔法,节点法,叠加定理,书例题4-15,分压法,书例题4-13,习题 4-16,求输出 电阻Ro,短路电流法,加压求流法,串并联,ppt例3,习题 4